Metro Rotterdam (IV)Bijzondere beionc?nsiructiesU.D.C. 624.193(492.617) :625.42tunnelbouw (Rotterdam) : metrodoorir. A. J. Chr. D e k k e r (ingenieur Gemeentewerken Rotterdam, afd. Tunnelbouw)INLEIDINGOnder het motto Bijzondere betoneonstructies is door mij alsvierde spreker op dinsdagochtend 23 oktober 1962 een voor-dracht gehouden voor de Betpnvereniging ter inleiding vaneen bezoek aan de metrowerken te Rotterdam. Nu is dit mottomeer geschikt als korte en bondige aankondiging van een voor-dracht dan als opschrift van een artikel. Daarom volgt eerst eenaanduiding van de belangrijkste onderwerpen; dit zijn:a. Geprefabriceerde betoneonstructies, waaronder betonnenkolommen met hoge betonstefkte.b. Theoretische achtergronden van de genomen maatregelenter voorkoming van krimpe en temperatuurscheuren in deop de Rechter Maasoever af te zinken tunnel- en stations-stukken.Voorts zullen zij, die de voordracht beluisterd hebben, ziendat de geschreven tekst niet volledig gelijk is aan het eerder ge-sproken woord. Dit is dunkt me noodzakelijk om zowel hetgeschreven als het gesproken woord volledig tot zijn recht tedoen komen. Bovendien wordt het hierdoor mogelijk om in ditartikel facetten, die tijdens de korte voordracht niet voldoendeuit de verf konden komen, meer kleur te geven.Belangrijke gebeurtenissen, zoals het ontwikkelen en het ge-bruik van mechanische verdichtingsapparatuur, het ontdekkenvan de grote invloed van de krimp en de kruip, het onder-kennen van het gevaar van te grote of te plotselinge tem-peratuurwisselingen, het invoeren van de berekening volgensde breukmethode en het ter beschikking hebben van anderedan grijze cementen, stellen de hedendaagse ontwerper instaat constructies te bedenken, waarin de goede eigenschap-pen van het beton zo volledig mogelijk worden uitgebuit. Dezegebeurtenissen zult u weerspiegeld vinden in het betoog vande vorige sprekers1) en in dat van mij.GEPREFABRICEERDE KOLOMMENMET GROTE BETONSTERKTEInleidingVrijwel alle kolommen voor het ondergrondse gedeelte vande metro worden geprefabriceerd. Bij de stations is het ge-bruik van geprefabriceerde kolommen door de directie voor-geschreven, bij de normale tunnelstukken is de keus van alof niet prefabricage aan de aannemer overgelaten. De aan-nemer N.V. tot Aanneming van Werken v/h. H. J. Nederhorstheeft echter ook voor de tunnelkolommen de voorkeur gege-ven aan prefabricage; dit zij met enige nadruk vermeld, opdatU uit mijn enthousiasme voor de geprefabriceerde metroko-lommen niet de conclusie trekt, dat prefabricage in dit gevalalleen maar een stokpaardje van de directie is.Kolommen voor de perrongedeelten van de stationsHet ontwerpWaarom is het besluit gevallen de stationskolommen te pre-fabriceren? Omdat hiervoor architectonische, constructieve enuitvoeringstechnische redenen zijn aan te voeren.In de eerste plaats moet, geloof ik, wel de architectonischegestalte genoemd worden (zie foto's 1--3).Wat vormgeving betreft toont het beton zich van zijn bestezijde, het laat zich gieten in elke door de architect geschapenvorm. Men zegt wel eens, dat er voor een architect bij hetmateriaal beton slechts ??n hinderpaal is ni. de constructeur,die eenvoudig te berekenen en te bekisten bouwsels ontwerpt1) Zie de artikelen Metro Rotterdam (I) (II) (III) in resp. Cement XV (1963)Nr. 6, blz. 353-355 en Nr. 7, blz. 405-411 en 411-415.2) Hier is bij inbegrepen het ondergrondse station voor de Centrum-Oost-lijn, die gelijktijdig met de Gentrum-Zuidlijn wordt meegebouwd.foto ?. houten model op ware grootte van station Centraalen aldus door zijn natuurlijke rechtlijnigheid onnatuurlijke gren-zen stelt aan de vormgeving van het toch zo plastische beton.Welnu, dat is bij de stationskolommen voor de metro beslistniet het geval. De architect, ir. C. V e e r I i g, heeft de vol-ledige vrijheid gehad de vorm aan zijn wil te onderwerpen.Dit heeft dan ook geleid tot welgeschapen kolommen, maarook tot een vrij ingewikkelde bekisting, waaraan de grootstezorg moet worden besteed. Hierdoor valt vanzelf de keusop een bekisting, die voor meerdere kolommen gebruikt kanworden. Gekozen is ??n stalen bekisting waarin alle benodigdekolommen --140 in getal-- voor de vier2) ondergrondse stationsfoto 2. houten model op ware grootte van station LeuvehavenCement XV (1963) Nr. 8 465foto 3. station Leuvenaven in werkelijkheidmet zijperrons (zie foto's 2-3) gestort kunnen worden en even-eens ??n stalen bekisting voor de kolommen van het enigeondergrondse metrostation met een middenperron, het nog tebouwen 'station Centraal' (zie foto 1, blz. 465).Als constructieve reden waarom prefabricage gekozen is,moet genoemd worden de gevraagde zeer grote betonsterkte,waarop later nog wordt teruggekomen. Bij prefabricage is menimmers verzekerd dat een uitzonderlijk hoge betondruksterkteook gehaald kan worden. Tevens biedt prefabricage de mo-gelijkheid om --indien nodig-- kolommen af te keuren.Als uitvoeringstechnische reden, die tot prefabricage leidt, mnetgenoemd worden de overweging, dat bij ter plaatse b?tonne enhet stellen van de ingewikkelde kolombekisting het tempo vande uitvoering teveel zou drukken.De berekeningDe kolommen moeten wegens de grote gronddekking op destations weerstand kunnen bieden aan een grote drukkracht, dieevenwel wegens de symmetrie van de stations centrisch aan-grijpt.Nu is bij centrisch belaste kolommen vooral een grote beton-druksterkte van belang en daar de architect prijs stelt op eenzo gering mogelijk aantal kolommen van beperkte afmetin-gen --doch wel van het materiaal beton-- ligt het voor dehand uit te gaan van een beton met zo groot mogelijke druk-sterkte. De berekening volgens de breukmethode biedt de mo-gelijkheid om de goede betonkwaliteit ?n de berekening te ver-werken en is daarom toegepast.Het ontwerp en de berekening van deze kolommen heeft 2|?aar geleden plaatsgevonden, toen van een berekening vol-gens de breukmethode in de G.B.V. nog geen sprake was.Voor de normaal bebeugelde kolommen is destijds de for-mule aangehouden, die waarschijnlijk in de nieuwe G.B.V. zouworden opgenomen, hetgeen inmiddels is geschied (artikel48, lid 13). Voor de omwikkelde kolommen is de berekeninguitgevoerd volgens DIN 1045 ? 27, met dien verstande, dateen veiligheidsco?ffici?nt van 3,5 is aangehouden, zoals datin DIN 1075, ? 6-2 voor spoorwegbruggen wordt voorgeschre-ven. Omdat de grootste toe te passen gemiddelde druksterkte700 kg/cm2bedroeg, terwijl de Duitse voorschriften en ook denieuwe G.B.V. 1962 als hoogste betonkwaliteit slechts een be-ton met een sterkte van 300 kg/cm2kennen, was voorzichtig-heid geboden.Daarom is aan ir. J. G. Ha ge ma van het gelijkluidendadviesbureau als adviseur van de afdeling Tunnelbouw ge-vraagd of het ontwerp van deze zwaar belaste geprefabri-ceerde kolommen, met inbegrip van de voegconstructie, vol-doende veilig was. Deze vraag kon door ir. H a g e m beves.tigend beantwoord worden aan de hand van een berekeningvolgens de breukmethode met formules, waarin de betonsterk-te en do belasting met hun spreidingen, de veiligheidsco?ffi-ci?nten en de invloed van de lange-duur belasting in rekeningzijn gebracht. Deze formules wijken enigszins af van de hui-dige formules uit de G.B.V. 1962. Het belangrijkste verschil iswel, dat uitgegaan wordt van de minimum betonsterkte, datis de gemiddelde betonsterkte, min tweemaal de standaard-afwijking.3)De statistische betekenis hiervan is, dat de kans op onder-schrijding van de minimum sterkte ca. 2,3% bedraagt. Voorts?s er van uitgegaan dat de sterkte van het beton mede langsakoestische weg bepaald zou worden. In het bestek is danook uitgegaan van de minimum sterkte, die langs akoestischeweg diende te worden bepaald.Zoals reeds vermeld zijn vier van de vijf ondergrondse sta-tions uitgerust met zijperrons, terwijl alleen het station Cen-traal voorzien is van een middenperron. Dit heeft ook invloedop de vorm en de belasting van de kolommen (zie foto's 1-2,blz. 465). De kolommen van de stations met zijperrons --in hetvervolg kolommen type A genoemd-- staan 3,75 m hart ophart en hebben een grootste belasting van 375 ton, de kolom-men voor het station Centraal (type B) hebben een grootstebelasting van 750 ton en staan 6,00 m hart op hart. Oorspron-kelijk zijn de kolommen type ontworpen als omwikkelde ko-lommen; wegens de grote betondekking die moet worden toe-gepast in verband met eventueel boucharderen, wordt de kernechter relatief klein, waardoor omwikkelen niet veel zin meerheeft. Daarom worden ook deze kolommen uitgevoerd als nor-maal bebeugelde kolommen.De berekening van deze kolommen met de formules uit deG.B.V. 1962 is als volgt:k o l o m m e n type A: N' = 375 ton3) Zie /.B.C. Mededelingen 1957 no. 4: 'De kubusdruksterkte als maatstafvoor de betonkwaliteit' en A. M. W i t t e , 'De beoordeling van de druk-sterkte van drie proefkubussen (historisch)' in Cement XV (1963) Nr 7blz. 416-418. '466Cement XV (1963) Nr. 8k o l o m m e n type : '= 750 tonIn verband met de aard van de constructie en de (nog) onge-bruikelijke hoge betonsterkte wordt de veiligheidsfactor watgroter gekozen. Bij de fabricage zal een gemiddelde druk-sterkte van minstens 700 kg/cm2worden ge?ist bij een varia-tieco?ffici?nt, die niet groter dan 10% mag zijn. De bijbe-horende veiligheidsfactor is-dan 2,83.FabricageDe kolommen type moeten nog worden gemaakt, van dekolommen type A is de eerste serie van 35 echter reeds afge-leverd en gemonteerd in het gereedgekomen station Leuve-haven (foto 3), terwijl eveneens reeds een gedeelte van detweede serie is gemonteerd in het station Stadhuis, dat in aan-bouw is in het dok Weena.De laagste inschrijver voor de kolommen type A was de fa.N.V. Basto te Oudenbosch, die daarom de opdracht gekre-gen heeft. In het bestek is gevraagd prijs op te geven voortwee betonkwaliteiten:a. Beton, waarbij de gemiddelde kubussterkte, afgeleid uitakoestische metingen, min tweemaal de standaardafwij-king4) na 28 dagen ten minste 400 kg/cm2bedraagt. Devariatieco?ffici?nt mag bovendien niet meer dan 10% be-dragen.b. Beton, waarbij de gemiddelde kubussterkte, afgeleid uitakoestische metingen, min tweemaal de standaardafwijkingna 28 dagen ten minste 600 kg/cm2bedraagt. De variatie-co?ffici?nt mag bovendien niet meer dan 10% bedragen.Uit de berekening blijkt dat betonkwaliteit a voldoende is.Immers als de variatieco?ffici?nt precies 10% is, dan bete-kent dit, dat de gemiddelde druksterkte 500 kg/cm2moet zijn.Toch is betonkwaliteit b toegepast, dit in verband met de laterte maken kolommen voor het station Centraal, waar volgensde berekening een gemiddelde druksterkte van 700 kg/cm2vereist is. Bij de kolommen type A kan dan eerst de nodigeervaring worden opgedaan. Is de variatieco?ffici?nt bij de be-tonkwaliteit precies 10% dan moet de gemiddelde beton-dragen.DeN.V. Basto heeft geheel aan deze zware eisen kun-nen voldoen, waarmee bewezen is dat het in de praktijk van hetbetonstorten mogelijk is om kolommen met een hoge vereistebetonsterkte te fabriceren, hetgeen het doel was van de vraagnaar deze hoge betondruksterkte. Met een gerust hart kunnennu ook de kolommen type B, waarbij deze hoge sterkte volgenshet gemaakte ontwerp werkelijk nodig is, worden uitgevoerd.Overigens is bij het maken van deze kolommen gebleken dathet bepalen van de druksterkte van een beton met zeer goedekwaliteit nog niet erg bevredigend is. Afzonderlijk gestortecontrolekubussen geven niet het gewenste resultaat, omdatze in sterkte achterblijven. Voorts is gebleken dat het akoes-tisch onderzoek bij deze grote sterkte en grotere afmetingennog niet volledig betrouwbaar is. Hoewel theoretici er ken-nelijk nog wel eens anders over denken, is ook bij ons in depraktijk gebleken, dat de betonschiethamer de druksterkte re-delijk aanwijst. Het zou echter van grote betekenis zijn, indienspeurwerk zou leiden tot het verkrijgen van een goedkope,eenvoudige en betrouwbare niet-destructieve controletechniek.Om toch een goed beeld van de werkelijke druksterkte te ver-krijgen, zijn uit een willekeurige kolom van de normale pro-duktie voor het station Leuvehaven kubussen van 20 20 20cm3gezaagd, hetgeen later is herhapld bij de produktie vande kolommen voor het station Stadhuis, omdat voor deze ko-lommen in plaats van grijs portlandcement wit portlandcementis toegepast.Van de kubussen uit de kolom voor het station Leuvehavenzijn na 46 dagen 15 gezaagde, doch niet gepolijste kubussenonder een drukpers van maximaal 300 ton gedrukt; 7 kubus-sen bleven heel en hadden derhalve een druksterkte, die gro-4) Zie voetnoot 3] blz. 466ter was dan 750 kg/cm2, de overige kubussen hadden eensterkte van resp. 645, 675, 705, 708, 728, 735, 738 en 750 kg/cm2.Voorts zijn eveneens na 46 dagen drie kubussen beproefd on-der een drukpers met een grotere maximale drukkracht: desterkte van deze kubussen was achtereenvolgens: 738, 773 en796 kg/cm2. Na 69 dagen zijn nog eens vier kubussen ge-drukt, hiervan was de sterkte 794, 795, 805 en 865 kg/cm2. Hetresultaat geeft aan, dat de kolommen aan de verwachtingenvoldoen. Dit is ook hel geval bij de kolommen gemaakt metwit portlandcement. Na 100 dagen zijn 7 uitgezaagde ku-bussen van 20 ? 20 ? 20 cm3gedrukt onder een drukpers van300 ton, drie kubussen bleven heel en hadden dus een sterkte,die groter was dan 750 kg/cm2, de overige hadden een sterktevan 705, 725, 740 en 750 kg/cm2.De eerste serie van 35 kolommen voor het station Leuvehaven isgestort met 375 kg normaal grijs portlandcement, klasse B. Dewater-cementfactor bedroeg ongeveer 0,34, de fijnheidsmodu-lus 5,5.De kolommen voor het station Leuvehaven zijn inmiddels ophet werk (tijdens de afbouw van het station) mechanisch ge-bouchardeerd (zie foto 4). Op het tijdstip van de excursie was??n van de kolommen reeds gebouchardeerd, zodat de deel-nemers aan de excursie het effect van het boucharderen heb-ben kunnen beoordelen. Dat is zeer bevredigend. Hoewel erbij vele betontechnici een zekere weerstand bestaat tegen hetboucharderen, geloof ik niet, dat dit terecht is. Indien de no-dige voorzieningen worden getroffen, zoals een wat groterebetondekking, zijn er constructief weinig of geen bezwaren,terwijl het uiterlijk in bepaalde gevallen ongetwijfeld aantrek-kelijker wordt, waardoor het toepassingsgebied van betonkan worden vergroot. Ook bij reeds oudere constructies blijftgebouchardeerd beton 'het goed doen'. Wel moet worden op-gemerkt dat ook bij boucharderen het absoluut noodzakelijkis een volkomen waterdichte bekisting te gebruiken. Gebre-ken in het oppervlak die ontstaan door het lekken van debekisting, waardoor een gedeelte van de cementpasta tijdenshet storten uit het betonoppervlak trekt, blijven ook na hetboucharderen zichtbaar, evenals grindnesten en eventuele an-dere gebreken, zoals slecht uitgevoerde stortnaden.Zoals reeds vermeld wordt voor de kolommen van de overigestations betonspecie met wit portlandcement gebruikt, omdat dearchitect hieraan de voorkeur geeft en ons na onderzoek geble-ken is, dat wit portlandcement ook voor constructief beton zeergoed kan worden toegepast. Met nadruk zij hier nog eens ver-meld, dat met wit portlandcement dezelfde hoge druksterkten tebereiken zijn als met grijs portlandcement.Het is nog niet zeker, dat de witte kolommen gebouchardeerdworden. Dit betekent dat de kolommen tijdens de bouw be-schermd moeten worden tegen beschadiging en vervuiling.Daarom zijn de kolommen op de fabriek bestreken met eenparaffineprodukt, dat na de afbouw van de stations gemak-kelijk van de kolom kan worden afgepeld. De op deze wijzefofo 4. gebouchardeerde kolommen 'm het station LeuvehavenCement XV (1963) Nr. 8 467fofo 5. stalen kolombekist'mg met bekistingstrillersmet het groene paraffineprodukt behandelde witte kolommenwaren tijdens de excursie te zien in het dok Weena.Op foto 5 is de stalen bekisting weergegeven. Zichtbaar zijn zesvan de acht bekistingstrillers met een centrifugaalkracht van1500 kg en een frequentie van 3000 trillingen per minuut. Debekisting bestaat uit twee delen, die met een overlangse flensaan elkaar gebout worden. Aan de onderzijde wordt de bekis-ting op de stalen voetplaat --waaraan de wapening is gelast-met schroefbouten vastgezet, zoals op foto 6 is te zien. Onderde voetplaat ten slotte is een rubbermat aangebracht, opdat deenergie van de bekistingstrillers zoveel mogelijk ten goedekomt aan de verdichting van het beton (foto 6). De stabiliteitvan de bekisting tijdens het storten wordt verkregen, door devoetplaat van de bekisting op een betonnen vloer vast tezetten met zes klemconstructies (foto 5).Nadat een kolom gestort is, wordt de stalen bekisting er afge-peld, terwijl de kolom op zijn plaats blijft staan, vastgehoudendoor drie kikkerbouten. Er ontstaat dan een beeld overeenkom-stig foto 7.Bij de kolommen met wit portlandcement is per 50 kg cement2? kg titaandioxyde en 12 liter zilverzand toegevoegd ?water-cementfactor bedroeg 0,36). Zonder titaandioxyde blijft het be-ton min of meer transparant, waardoor de fijne deeltjes van hetzand de kleur van het betonoppervlak be?nvloeden en het een?ets grauwer uiterlijk geven. Het titaandioxyde maakt het betonondoorschijnend en daardoor witter. Omdat vooral de fijnstefractie van het zand invloed heeft op het uiterlijk van beton is12 liter zilverzand toegevoegd. Ook de rest van het toeslag-materiaal is van een soort, die zo licht mogelijk van kleur is,omdat het boucharderen van deze kolommen nog niet geheel isuitgesloten.Wat de kosten betreft: de grijze gebouchardeerde kolommenkosten zonder het stellen ca. f 1300 per stuk, dat is ongeveer 480 per m3beton. De witte en niet-gebouchardeerde kolom-men kosten zonder het stellen ca. 1450 per stuk, dat is on-geveer 530 per m3.Het stelmechanismeAls eenmaal tot prefabricage is besloten doet zich de vraagvoor hoe de kolommen gesteld moeten worden. Hierbij spe-len naast uitvoeringstechnische aspecten ook constructieveoverwegingen een rol. Immers, het is van belang te zorgen,dat de spanning op de juiste wijze in de wapening wordt ge-leid en dat de voeg een goede krachtsoverdracht verzekert.Bij de stationskolommen wordt aan beide eisen voldaan doorhet vastlassen van de wapening aan een stalen voetplaatenerzijds en door het voldoende groot maken van deze plaatanderzijds.Het stellen zal worden weergegeven met behulp van een foto-reportage. Op foto 8 hangt de kolom boven de balk. Met eenpaar latten wordt de kolomvoet in goede banen geleid, zodatde stalen voetplaat uiteindelijk komt te rusten in de op defoto duidelijk zichtbare sponning. Eveneens zijn twee van dedrie op de stalen voetplaat opgeloste stelconstructies te zien.De derde bevindt zich aan de achterzijde van de kolom en isdaardoor onzichtbaar. Op foto 9 zijn de opgeloste stel-constructies in detail weergegeven.Maar voordat ik hier over uitwijd eerst iets over de voorge-schiedenis. Uitgangspunt is geweest dat het stellen van de 6Jton zware kolommen met behulp van stelschroeven diende tegeschieden. Immers door de vormgeving van de kolomkop iselke onnauwkeurigheid in het stellen duidelijk zichtbaar.Het op normale wijze toepassen van stelschroeven heeft hetbezwaar dat de kolom eerst gesteld moet worden en pas daar-na met specie ondersabeld. Het is dubieus of op deze wijzefofo 6. vastbouten van bekisting aan stalen voetplaat; hiernawordt de bekisting geplaatst op de rubbermat die op deachtergrond van de foto zichtbaar isfoto 7. kolommen (gemaakt van betonspecie met wit portland-cement) tijdens verharding468Cement XV (1963] Nr. 8fofo 8. de kolom, hangend boven de sponning in de balk foto 10. sponning met drie ankerbouten en twee pasgezaagdehardhouten blokjes, die de. hoogte van de aan tebrengen voegspecie aangevende vereiste sterkte van 250 kg/cm2wel bereikt kan worden,terwijl controle zeer moeilijk is. Ook is het toepassen van eensponning, waardoor de voegspecie alzijdig wordt opgeslotenniet mogelijk, terwijl de stabiliteit van de kolom v??r het stor-ten van het dak niet is verzekerd.In dit stadium van het ontwerp kwam ir. D. D i c k e van hetadviesbureau Bakker en Dicke --dat voor de afdeling Tunnel-bouw aan de hand van de betonbestektekeningen verschillen-de projekten uitwerkt-- ons te hulp. Hij vertelde ons, op welkewijze genoemde bezwaren bij het stellen van de geprefabri-ceerde kolommen tijdens de bouw van de Rotterdamse Bijen-korf waren ondervangen. Deze stelconstructie is daarop metenthousiasme overgenomen. Inderdaad bleek bij de bouw vanhet station Leuvehaven en het station Stadhuis het stellen vande 6J ton zware kolommen kinderspel.Het bijzondere van deze stelconstructie is, dat de stelschroe-ven door middel van de opgeloste constructies precies bo-ven de gaten voor de ankerbouten zijn aangebracht, zodatze steun kunnen vinden op de platte kop van de ankerbou-ten (zie foto 9). Daardoor is het mogelijk om de kolommen'droog' te stellen, vervolgens de hoeveelheid te verwerken voeg-specie in te meten, de kolom te verwijderen, daarna despecie aan te brengen met een zeer geringe overhoogte, omten slotte de kolom weer neer te zetten. Daarbij vindt de ko-lom door middel van de stelschroeven steun op de anker.bouten. De overtollige specie wordt onder de stalen voetplaatweggeperst. Het stellen wordt be?indigd door het aandraaienvan de moeren van de 1?" ankerbouten (die tijdens het stel-len met een ijzerdraadje aan de ?" stelschroeven bevestigdzijn, foto 9), waardoor de kolom onwrikbaar in zijn goe-de stand is gefixeerd. De kolom blijft zo staan tot vlak voorhet storten van het dak. Dan worden de stelschroeven losge-schroefd en de verankeringsmoeren nog even vaster aange-draaid, zodat het krimpen van de voegspecie wordt ge?limi-neerd. Deze gang van zaken kunt u zien in het vervolg vande foto-reportage. Op foto 10 zijn de drie IJ" ankerboutente zien en twee van de vier, na het 'droog' stellen, op maatgezaagde hardhouten blokjes, die de hoogte van de in tebrengen voegspecie aangeven. Op foto is men bezig methet aanbrengen en aanstampen van de voegspecie. Begon-nen wordt met het voorzichtig aanbrengen van de specie rond-foto 9. op de voetplaat gelaste stelconstructies; de stelschroef' komt te rusten op de ankerboutfofo 11. inbrengen en aanstampen van de voegspecieCement XV (1963) Nr. 8 469fofo 12. afwerken van de voegspecieom de hardhouten blokjes. Op foto 12 is men bezig met hetafwerken van de voegspecie, terwijl op foto 13 vanaf tweehardhouten blokjes kruiselings wordt gemeten of de specie ophoogte is. Zo ja, dan wordt voorzichtig nog wat voegspecieaangebracht. Deze overtollige specie wordt onder de~ voet-plaat weggeperst, waardoor zekerheid bestaat dat een vol-ledige vulling aanwezig ?s.Ten slotte moet nog vermeld worden, dat de kolommen voorde stationshallen eveneens geprefabriceerd worden. Voor dezecirkelvormige kolommen is eveneens wit portlandcementgebruikt; ze zullen naderhand gebouchardeerd worden. Hetstellen gebeurt op dezelfde wijze als bij de kolommen voorde perrongedeelten.Bespiegelende beschouwingenVoordat ik overga tot de behandeling van de tunnelkolom-men kan ik de verleiding niet weerstaan om u aan de handvan figuur 14 de invloed te tonen van de betonkwaliteit opde afmetingen van een centrisch belaste kolom en voorts metbehulp van een gedachten-experiment de invloed van dekrimp en de kruip op het verhoudingsgetal af te leiden.Invloed van de betonkwaliteit op de afmetingen van een cen-trisch belaste kolomIn figuur 14 is een kolomdoorsnede getekend met 1% wape-ning en een belasting van 200 000 kg. Links voor een betonB 160, in het midden voor een beton B 300 en rechts voor eenfoto 13. controleren van de hoogte van de ingebrachtevoegspeciebeton 450. Bij een geprefabriceerde kolom met een beton-kwaliteit 450 is zowel de beton- als de wapeningshoeveel-heid slechts 40% van de ter plaatse gestorte kolom met eenbetonkwaliteit 160 en 70% van de ter plaatse gestorte ko-lom met een betonkwaliteit B300.5). Hieruit blijkt wel, hoegroot de invloed is van een goede betonkwaliteit.Daarom moet er voor geprefabriceerde kolommen met hogebetonsterkten een concurrerend toepassingsgebied zijn voorcentrisch belaste kolommen, die een grote belasting moetendragen en toch slank dienen te zijn, zelfs daar waar andersstalen of samengestelde kolommen zouden worden toege-past.Invloed van de krimp en de kruip op het verhoudingsgetal n.Het nu volgende zou ik bewust een gedachten-experiment willennoemen, omdat vanwege de eenvoud alle secundaire invloedenbij het bepalen van de invloed van de krimp en de kruip op hetverhoudingsgetal zijn verwaarloosd. Voorts zou ik er op wil-len wijzen mij er van bewust te zijn niets nieuws te vertellen,immers reeds in 1929 heeft W. H. G a n i 11 e6) een artikel ge-schreven, waarin hij aan de hand van proefnemingen en bereke-ningen de grote invloed van de krimp en de kruip op het ver-houdingsgetal bij kolommen aantoonde. De voor sommigenmisschien verrassende conclusie was, dat hij zich zorgen maakteover het hoog oplopen van de staalspanningen. Immers wij zijnzo gewend geraakt aan de n-methode, waarbij de staalspanningniet meer dan 15 maal de betonspanning kan bedragen, datwe deze lang geleden opgeschreven waarheden bijna zoudenvergeten. Het is het voorgespannen beton, dat ons er weeraan doet wennen om de invloed van de krimp en de kruipniet te vergeten.Alhoewel het in het algemeen bij het berekenen volgens debreukmethode niet interessant is om de spanningen bij de ge-bruikslast te kennen, geloof ik niet dat het onderstaande al-leen van academisch belang is, immers er zullen zich toch nogwel eens gevallen voordoen, waarbij het gewenst is ook despanningen bij de gebruikstast te kennen. In een dergelijk ge-val kan, door op onderstaande wijze de invloed van de krimpen de kruip in rekening te brengen, de waarde van zo goedmogelijk benaderd worden.In figuur 14 zijn bovenaan de --diagrammen getekend voorbeton 160, 300 en 450. In deze diagrammen is de in-vloed van de krimp en de kruip verwerkt. Voor de berekeningvan de grootte van de krimp en de kruip zijn de RichtlijnenVoorgespannen Beton 1962 (R.V.B. 1962) aangehouden, terwijlvoorts om de invloed vari de krimp en de kruip zo gepro-nonceerd mogelijk tot uitdrukking te laten komen gerekend ismet een kolom in een droge omgeving, dus bijv. een kolomin een centraal verwarmd gebouw. Ter wille van de eenvoudis verder aangenomen dat de belasting = 200 000 kg wordtaangebracht nadat de volledige krimp heeft plaatsgevonden.Door deze belasting ontstaat de elastische verkorting Se|ast?Schen ten slotte bij gelijktijdige belasting ten gevolge van de kruipde plastische verkorting kwip- In het --diagram links boven-aan, ?s de elasticiteitsmodulus voor het willekeurige punt Abepaald door de tangens van de hoek a. Hieruit blijkt dat deelasticiteitsmodulus niet alleen afhangt van de tijd --waardoorimmers de grootte van kwip en kwip wordt bepaald-- maarook van de grootte van dt, en daarmee van de grootte van P.Met behulp van de aldus bepaalde --diagrammen zijnachtereenvolgens voor een beton B 160, B 300 en 450 onderelkaar uitgezet het E-tijd-diagram, het n-tijd-diagram, het atrtijd-diagram en het ??-tijd-diagram.Voor een beton B 160 vindt men op deze wijze aanvankelijkeen elasticiteitsmodulus van 250 000 kg/cm2, die op het tijdstipvan belasten reeds is teruggelopen tot 50 000 kg/cm2(ni. detangens behorende bij het punt B van het --diagram)en na verloop van langere tijd nog verder daalt tot 25 000 kg/cm2(nl. de tangens behorende bij het punt C van het --diagram). Dit betekent dat, wanneer de krimp en de kruip vol-ledig zijn opgetreden de waarde van n, die in de vorige G.B.V.op 15 is gesteld, niet minder bedraagt dan 84. Bij het tijdstip vanbelasten was ten gevolge van de krimp al opgelopen tot 40,terwijl de oorspronkelijke niet meer bedroeg dan 8,4. Dusten gevolge van de krimp en de kruip is de waarde van 10maal zo groot geworden.5) Voor de invloed van de beton- en staalkwa?teit op excentrisch belastekolommen zie ook de voorbeelden met conclusies van het artikel: 'Bereke-ning van massieve en holle ronde betonkolommen volgens de breukmethode(G.B.V. 1962, art. 47]' in Cement XV (1963) nr. 3, biz. 160-170.6) W. H. G I a n 11 e, 'Report of the Building Research Board for theyear 1929', Building Research Technical Paper 21 (Studies in reinforcedconcrete].470 Cement XV (1963) Nr. 8fig. 14. invloed van de betonkwalite'it op de afmeting van een centrisch belaste kolom en de invloed van de krimp enkruip op het verhoudingsgetal nEen berekening met n = 15 betekent derhalve een onderschat-ting van de invloed van de wapening in het gebruiksstadium.Dat volgt ook uit het staalspanning-tijd-diagram, waaruitblijkt dat de staalspanning oploopt tot maar liefst 2200 kg/cm2.Voorts blijkt uit dit diagram dat ten gevolge van de krimpreeds voor het belasten een drukspanning van 1000 kg/cm2in het staal aanwezig is, de bijbehorende trekspanning in hetbeton is volgens het a^tijd-diagram 10 kg/cm2.Uit de overeenkomstige diagrammen voor een beton B 300 eneen beton B450 blijkt dat de invloed van de krimp en de kruipbij hogere betonkwaliteit minder wordt. Toch loopt de bij eenbeton B 450 nog op tot 28, waardoor de staalspanning op-loopt tot bijna 2600 kg/cm2. Dit betekent, dat bij toepassingvan QR24, de staalspanning op zal lopen tot dicht bij de piet-spanning, ook als rekening wordt gehouden met het feitdat de elasticiteitsmodulus van het staal bij hogere spannin-gen eveneens kleiner wordt.Moge uit deze beschouwing al blijken dat het aandeel vande wapening in het opnemen van de belasting bij kolommengroter is dan de vroegere -methode ons leerde, uit de for-mules voor de breukmethode volgt dat eerst zeer duidelijk.Daarom is het naar mijn mening geen gevaarlijke voorspel-ling wanneer ik zeg dat, terwijl nu in praktisch alle kolommenin Nederland nog zachtstaal wordt toegepast, over enkele ja-ren vrijwel uitsluitend hoogwaardig staal zal worden gebruikt,aangezien dit het meest economisch is.Bij op buiging belaste constructies leggen de scheurvorming ende stijfheid zekere beperkingen op aan het toepassen vanhoogwaardig staal, bij kolommen is dit niet het geval; daaromis juist de kolom de meest ge?igende plaats om hoogwaar-dig staal toe te passen.De geprefabriceerde tunnelkolommenDe tunnelkolommen zijn gestort bij de firma Van Dijk, Har-dinxveld in een horizontale houten bekisting en verdicht opeen triltafel. Er wordt 375 kg portlandcement, klasse B per m3toegepast, de water-cementfactor bedraagt ongeveer 0,36 ende fijnheidsmodulus 5,4. De vereiste druksterkte bedraagt mi-Cement XV (1963) Nr. 8 471rifmaal 450 kg/cm2voor de huidige produktie in het dok Weenaen 500 kg/cm2voor de produktie van de tunnelstukken inhet dok Blaak. Deze verschillen zijn nodig in verband met deverschillende maximale belastingen, resp. 150 ton en 170 ton.7)De afmetingen van de geprefabriceerde kolommen zijn 30 40 cm2, bij ter plaatse gestorte kolommen zou de afmeting40 X 50 cm2geweest zijn; het materiaalverbruik is dus doorprefabricage gedaald tot 60%.Vanwege de eenvoudige rechthoekige doorsnede behoeft dekolom niet nauwkeurig op hoogte te worden gesteld. Een tole-rantie van plus of min 0,5 cm is voldoende. Er is dus geeningewikkelde stelconstructie nodig. Er wordt eenvoudig eenlaag specie in de sparing van de onderbalk aangebracht endoor stampen goed verdicht {zie links onder in fig. 15). Vante voren zijn de sparing en de voet van de kolom door en doornat gemaakt. Vervolgens wordt de kolom neergezet, die doorzijn iets mesvormige onderzijde de specie zijdelings wat weg-perst, waardoor een prima aansluiting wordt verkregen. Dehoogte van de aan te brengen specie wordt ingemeten aande reeds afgestelde dakbekisting, met behulp van een latwaarin op de goede hoogte een spijker is geslagen. De ko-lom wordt aan de bovenzijde in zijn stand gefixeerd door dereeds gestelde bekisting.Aan de onderzijde is de stand verzekerd door de specie dieaan de zijkanten van de kolom in lagen wordt aangebracht;elke laag wordt door stampen goed verdicht. Door de spa-ring aanvankelijk niet geheel met specie aan te vullen, wordteen sleuf gespaard die met water wordt gevuld (fig. 15). Na vol-doende verharding van de voegspecie wordt deze sleuf even-eens met specie gevuld. Van de voegspecie worden steedsproefkubussen 20 20 20 cm3gemaakt, waarvan de sterkte250 kg/cm2moet bedragen.De vraag kan gesteld worden, hoe nu de spanning in de wa-pening wordt ingeleid. Zou de sparing waarin de kolom wordt7) Ook in dit geval is uit een willekeurige kolom van de normale produktieeen aantal kubussen van 20 20 20 cm3gezaagd en beproefd: 12 dagenwas de druksterkte van vijf kubussen achtereenvolgens 403, 528, 533, 535en 572 kg/cm2; na 21 dagen: 578, 583 en 590 kg/cm2; na 28 dagen: 580, 680en 588 kg/cm2.geplaatst een diepte bezitten overeenkomend met de veran-keringslengte van de wapening, dan zou er in feite een situatieontstaan als bij de ter plaatse gestorte kolom en was het pro-bleem opgelost. Deze diepte is echter niet te realiseren. Omhet verschil tussen verankeringslengte en diepte van de spa-ring zo gering mogelijk te maken is geribd staal toegepast,waardoor met een aanhechtingsspanning staal-beton van 27kg/cm2gerekend kan worden.Bij de kolommen bestemd voor de produktie van de tunnel-stukken in het dok Blaak is vanwege de grotere belasting voorde Igngswapening QR40 toegepast en een betonkwaliteit500 vereist. Voor deze staalkwaliteit is de verankerings-lengte voor staven 0 22 berekend op 45 cm, waardoor in deonderste doorsnede van de schacht nog maar 71% van devolledige spanning aanwezig is, zoals t? zien is in het diagramin figuur 15 (rechts onder). Om de kolom in deze doorsnedeeven sterk te maken als elders, zijn in overleg met ir. J. G.H a g e m a extra beugels neergelegd, en wel beugels 0 8 --15 resp. 012 --15, als voor de langswapening QR24 resp. QR40wordt toegepast. De hoeveelheid bij te leggen beugels isberekend met de formule, die S o r e t z8) heeft afgeleid uiteen statistische analyse van de resultaten van een groot aan-tal tot breuk belaste kolommen.In de voegspecie is geen hulpstof verwerkt, die de krimptegengaat. Aan de onderzijde van de kolom is dat ook nietnodig, aangezien de kolom met de krimpende specie mee kanzakken, ook aan de zijkant wordt de krimp door dit nazakkengedeeltelijk ge?limineerd, toch kan hier theoretisch eenspleetje ontstaan. Deze is echter zo klein van afmetingen, datdoor de wigvormige sparing en wigvormig afgewerkte ko-lomvoet de spleet weer dichtgedrukt wordt ten gevolge vanelastische samendrukking, dwarsvervorming en kruip van hetbeton. Zo dit reeds voor de gebruikslast geldt, voor de breuk-belasting, waar immers bij de berekening van uitgegaan wordt,8) 'Beitrag zum Bruchverhalten von Stahlbetons?ulen' door S. S o r e t zund . S t u m p f , Beton- und Sfahibefonbau, 1957, Heft 7.f'ig. 75. stellen van de tunnelkolom472 Cement XV (1963) Nr. 8foto 16. tussen de kolommen zijn de geprefabriceerde gewa-pend-betonnen stijlen zichtbaarfoto 17. aanbrengen van de hardglasbekleding op de betonnenstijlengeldt dit nog in sterkere mate. Daarom mag gerekend wordenop een krachtsoverdracht, zoals in figuur 15 met de geschetstekrachtlijnen is aangegeven. Hier is dus een goede krachtsover-dracht in de voeg tot stand gebracht door een weloverwogenvormgeving van de sparing en de voet van de kolom, terwijlde schacht door het aanbrengen van beugels overal even sterkis gemaakt.GEPREFABRICEERDE BETONSTIJLEN VOOR HET AANBREN-GEN VAN DE GLAZEN WANDBEKLEDING IN DE STATIONSEen aardige toepassing van geprefabriceerde betonelementenzijn de stijlen, waarop de glasplaatbekleding van de stations-wanden wordt aangebracht (zie foto's 16-17). Naast een ont-werp in beton is voor deze stijlen een ontwerp gemaakt inverzinkt staal en in aluminium. De gewapend betonnen stijlenbleken echter niet alleen beduidend goedkoper te zijn, maarwaren bovendien stijver, terwijl verwacht mag worden dat degewapend-betonnen stijlen in het geheel geen onderhoudvergen. Roestvorming van de wapening is nl. uitgesloten, om-dat de afmetingen van de betonstijlen zodanig gekozen zijn,dat de buigtrekspanning van het beton ver beneden de toe-laatbare waarde blijft. Eventueel toch optredende scheurvor-ming wordt ruimschoots gedekt door de wapening. Om on-derhoud te vermijden zijn voorts alle bevestigingsmiddelen enschroefhulzen in brons uitgevoerd.De betonnen stijlen worden gemaakt bij de N.V. Basto,Oudenbosch in houten mallen en verdicht op triltafels. Ge-eist wordt een minimum druksterkte van 450 kg/cm2. Tegen detoepassing van deze betonnen stijlen is van bouwkundige zijdenogal wat oppositie geweest onder meer met het oog op eeneventueel onvoldoende maatvastheid en. te verwachten moei-lijkheden bij het stellen. Daarom is besloten de bruikbaar-heid van de betonnen stijlen te toetsen bij de afbouw van het'proef'-station Leuvehaven. De maatvastheid bleek zondermeer-uitstekend te zijn en het stellen is goed verlopen zodat--zij het met enige wijzigingen in de stelconstructie-- dezebetonnen stijlen eveneens bij de overige stations zullen wor-den toegepast. De betonstijlen konden dus ook de toets derkritiek doorstaan van technici, die in dit geval gewend zijn instaal of aluminium te denken, waarmee weer eens bewezenis, dat het beton een ruim en economisch toepassingsgebiedbezit. (wordt vervolgd)Kolonel Scharroo overledenOp 19 augustos j.l., vier weken voor zijn 80e verjaardag, is te's-Gravenhage overleden de kolonel P. W. Scharroo b.d. Het be-richt van zijn overlijden heeft op de gehele Nederlandse bouw-wereld diepe indruk gemaakt, omdat velen hem persoonlijk ken-den en vooral omdat zijn naam bekend was geworden in een zeergrote kring van betontechnici; die vroeger en nu zijn talrijkepublikaties hebben gelezen en bestudeerd.Want dit was een van de bijzondere kwaliteiten van de kolonel, tekunnen schrijven, steeds consci?ntieus en altijd weer met een her-nieuwd enthousiasme over het bouwmateriaal beton en over hetbelangrijkste bestanddeel daarvan, het cement.Vanaf de eerste jaren van deze eeuw hebben cement en beton zijnvoortdurende belangstelling gehad en met beide materialen heefthij zich steeds zowel praktisch als theoretisch beziggehouden.Toen de huidige generatie van betontechnici nog schoolging ofwellicht nog niet geboren was, werd hij belast met de bouw vaneen betonnen bunker (1910), stelde hij een rapport samen over deoprichting van een cementfabriek in Nederland (1915) en schreefhij deel V Overkappingen' van de toenmalige Gewapend-Beton-Bibliotheek (1917) alsmede een 'Inleiding tot de studie van hetgewapend beton' (1918).In de periode van ruim een halve eeuw heeft de overledene enkeleduizenden tijdschriftartikelen alsmede een tiental boeken op hetgebied van cement en beton geschreven. Het boekje "Water en dehoedanigheid van beton' (1939) en het overvloedig gedocumen-teerde geschiedenisboek 'Cement en beton. Oud en nieuw' (1946)zijn typische voorbeelden van de bijzondere wijze waarop hij deonderwerpen cement en beton wist te benaderen.Cement XV(1963) Nr.8 . 473Ruim 40 jaar was hij redacteur van de Betonkalender/het Beton-jaarboek, bijna 35 jaar was hij vaste medewerker van Cobouw, hijheeft zitting gehad in diverse normalisatiecommissies en vanaf deoprichting (in 1949) tot eind vorig jaar was hij lid van de redactie-raad van Cement.De opsomming van deze activiteiten is slechts een greep uit hetvele dat in dit drukke mensenleven is gepresteerd. Daarnaast staandan nog zijn verdiensten als militair en op het gebied van de sporten de lichamelijke opvoeding.